CN106302596A - 一种服务发现的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种服务发现的方法和装置，解决了服务系统在发生故障、服务扩展、以及新服务取代已宕机的服务过程中服务的注册管理问题；同时能够保证得到正确的服务端信息，提高了系统运行准确性和可靠性。本发明的服务发现的方法包括：监控系统按设定的监测周期检查服务运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统；服务注册系统根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；反向代理服务器监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并识别服务所在的服务端信息；反向代理服务器根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

Description

一种服务发现的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种服务发现的方法和装置。

背景技术

服务发现技术是大多数分布式系统和面向服务架构SOA的一个核心技术。服务发现简单来说就是当一项服务分布在多个主机上时，客户端如何获得该服务所在主机的IP和端口。

当服务系统结构比较简单时，通过静态配置服务的IP和端口的方式能够很好的完成服务发现工作，但是当新的服务被不断的部署时，情况就会变得越来越复杂；比如在一个实时系统中，由于服务的自动或者人为扩展、新服务取代已经宕机的服务等原因，服务的IP和端口会不断的发生变化，这时如果还采用静态配置的方式，静态配置服务会带来巨大的工作量，因此，在一个实时的系统中，服务的动态注册和发现机制是十分必要的。

现有技术中，主要用Zookeeper来提供服务，其主要用于保持配置信息、命名空间，提供分布式同步和组服务。通常情况下，Zookeeper需要搭建一个具有2n+1个节点的集群来对外提供服务。在实现服务发现的过程中，包括两个步骤：

1.服务注册，主要是通过命名空间下的临时节点来实现。临时节点只有在服务建立与Zookeeper连接后才存在。当服务所在的节点启动之后，该服务会使用一个后台程序获取服务所在节点的IP和端口消息，并在临时节点中完成服务注册。当服务失效或者失去连接的时候该临时节点也会消失。

2.服务发现，主要是通过列举以及查看具体服务的命名空间来完成的。客户端监控目前所有注册的服务信息，获得所有不可用或者系统新添加的服务。服务端同时也需要自行处理所有的负载均衡工作，以及服务的失效工作。

在现有技术中，采用Zookeeper主要存在以下几个缺点：

1.兼容性差，Zookeeper只提供Java API，且必须将API嵌入到项目代码中，导致所有的开发必须采用Java语言才能有效使用API，灵活性差，不易于维护。

2.Zookeeper运行依赖于Jvm，给程序运行带来了额外的不确定性因素，降低了系统运行的可靠性；同时，如果想搭建一个Zookeeper集群，必须为每一个主机节点安装Jvm环境，带来了额外的工作量。

3.Zookeeper是一个强一致性系统，当Zookeeper集群网络发生故障，服务将无法注册自己所在节点的IP和端口，客户端也无法获得这些信息，但是此时某些服务有可能正在以某个IP和端口在提供该服务。这就造成一旦Zookeeper出现网络问题，则整个系统处于瘫痪的状况，实际上，Zookeeper集群中的某些信息还是正确可用的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种服务发现的方法和装置，能够解决服务系统在发生故障、服务在自动或人为扩展、以及新服务取代已宕机的服务过程中新服务的自动注册问题；同时能够实现时刻获取更新的注册信息，从而保证了能够得到正确的服务所在的服务端信息，从而提高了系统运行的准确性；同时也提高了系统的兼容性，避免了由于依赖于运行环境所带来的额外的工作量，从而提高了系统运行的可靠性。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种服务发现的方法。

本发明的服务发现的方法包括：监控系统按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中；服务注册系统根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；所述生命周期大于所述监测周期；反向代理服务器监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息；反向代理服务器根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

可选地，所述注册信息包括键值对形式的注册信息，其中，键名为服务的标识，键值为服务所在的服务端的标识。

可选地，所述对该系统接收到的注册信息进行更新的步骤包括：将超过所述生命周期还未注册的服务所对应的注册信息进行清除。

可选地，所述服务注册系统包括由N个节点组成的键值存储系统；其中，N为大于等于3的奇数。

根据本发明的另一方法，提供了一种服务发现的装置。

本发明的服务发现的装置包括：信息注册模块、信息更新模块、监控模块、以及信息提供模块，其中：信息注册模块设置于监控系统中，用于按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中；信息更新模块设置于服务注册系统中，用于根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；所述生命周期大于所述监测周期；监控模块设置于反向代理服务器中，用于监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息；信息提供模块设置于反向代理服务器中，用于根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

可选地，所述注册信息包括键值对形式的注册信息，其中，键名为服务的标识，键值为服务所在的服务端的标识。

可选地，所述信息更新模块还用于将超过所述生命周期还未注册的服务所对应的注册信息进行清除。

可选地，所述服务注册系统包括由N个节点组成的键值存储系统；其中，N为大于等于3的奇数。

根据本发明的技术方案，由于增加了服务的监测系统，从而解决了服务在自动或者人为扩展，以及在新服务取代已宕机的服务过程中新服务的自动注册问题；同时由于增加了反向代理服务器，因此能够实现时刻获取更新的注册信息，从而保证了能够得到正确的服务所在的服务端信息，从而提高了系统运行的准确性；而且由于服务注册系统的自身性能，提高了系统的兼容性，避免了由于依赖于运行环境所带来的额外的工作量，从而提高了系统运行的可靠性。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的一种服务发现的方法的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种服务发现的装置的示意图；

图3是本发明实施例的方案总体架构的示意图；

图4是本发明实施例的服务发现过程的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的一种服务发现的示意图。如图1所示，该方法主要包括如下的步骤S10至S13。

步骤S10：监控系统按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中。此步骤中的服务可以理解为网站的后台应用程序，当用户点击页面时这些应用程序作出反应并返回结果给用户。监控系统根据设定的监测周期对这些应用程序的运行状态进行监测，假设所设定的监测周期为10s，那么监测系统每隔10s对应用程序的运行状态进行监测，其中，运行状态包括正常运行和停止运行。当监控系统监测到应用程序在运行正常时，获取应用程序所在服务端的注册信息，并将该注册信息注册在服务注册系统中，其中，注册信息包括应用程序的标识(例如，应用程序的程序名称，或者其他一些可以标识应用程序的信息)、以及应用程序所运行的服务端的标识(例如，服务端的端口号和IP地址)；服务注册系统包括由N个节点组成的键值存储系统，因此，注册信息以键值对的形式注册存放在该系统中，该系统通常是由3至9中的奇数个节点组成的系统，如果节点的个数超过9个，那么超过9个的节点被设置为备用节点，例如，etcd cluster，以etcd cluster作为服务注册系统，既可以搭建在服务所在的物理机上，也可以搭建在单独的物理机上，与服务分离，达到更好的健壮性，节点个数必须为3至9之间的奇数，以便系统选取出领导者leader，如果节点数超过9个，那么超过9个的节点作为备用节点。

步骤S11：服务注册系统根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新。此步骤中的生命周期为注册信息的有效期限，服务注册系统会对每一个注册信息附加一个有效期限，并且该有效期限大于步骤S10中所述的监测周期。在此，设定生命周期为15s，如果在步骤S10中监测系统在设定的监测周期10s内没有向服务注册系统进行注册，那么，当服务系统对注册信息所附加的生命周期结束，服务注册系统对未在生命周期内进行注册的注册信息进行清除，从而实现注册信息的更新。

步骤S12：反向代理服务器监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息。在此步骤中，反向代理服务器时刻监控服务注册系统的注册信息的变化，如果注册信息发生改变，那么，反向代理服务器获取服务注册系统中变化的注册信息，并根据更新后的注册信息识别最新的服务所在的服务端信息。

步骤S13：反向代理服务器根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。当客户端发出服务请求时，反向代理服务器根据当前的服务请求将对应于该服务的服务端信息提供给客户端，从而完成服务发现工作。

图2是根据本发明实施例的一种服务发现的装置的示意图。如图2所示，本发明实施例的服务发现的装置20主要包括信息注册模块21、信息更新模块22、监控模块23、以及信息提供模块24。信息注册模块21设置于监控系统中，用于按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中；信息更新模块22设置于服务注册系统中，用于根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；所述生命周期大于所述监测周期；监控模块23设置于反向代理服务器中，用于监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息；信息提供模块24设置于反向代理服务器中，用于根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

本发明实施例的服务发现的装置20的信息更新模块22还可用于将超过所述生命周期还未注册的服务所对应的注册信息进行清除。

为了更好地说明本发明的实施方式，以下以采用etcd+nginx为例作进一步说明。

Etcd是一个高可用的键值存储系统，主要用于共享配置和服务发现，灵感来自于ZooKeeper和Doozer。Etcd使用Go语言编写，并通过Raft一致性算法处理日志复制以保证一致性，Raft算法通过选举的方式来实现一致性，在Raft算法中，任何一个节点都可能成为领导者Leader。Google的容器集群管理系统Kubernetes、开源PaaS平台CloudFoundry和CoreOS的Fleet都广泛使用了Etcd。

Etcd特点如下：

简单：curl可访问的用户的API(HTTP+JSON)；

安全：可选的SSL客户端证书认证；

快速：单实例每秒1000次写操作；

可靠：使用Raft算法保证一致性。

Etcd可以有效的解决Zookeeper带来的问题：

首先，Etcd采用Restful API，所有的请求都以http的方式发出，兼容性好，可以嵌入到任何语言中使用，也可以以独立的http方式进行使用，这在很大程度上扩展了etcd的通用性；

其次，Etcd采用Go语言编写，Go语言采用静态编译，生成的可执行程序没有任何依赖，所以不需要为Etcd安装任何依赖即可运行，减少了程序运行的不确定性，节省了开发成本；

最后，Etcd采用Raft算法在实现了强一致性的同时，也提供了弱一致性。在Etcd集群中存在三种角色：领导者leader、追随者follower、候选者candidate，当集群中领导者leader宕机时，某个追随者follower会自动变成候选者candidate，候选者candidate经过投票选举最终成为领导者leader。

Etcd不仅支持从领导者leader上读取数据，也支持从追随者follower和候选者candidate上读取数据，虽然这些数据不是最新的或者没有同步，但是不能否定这些信息一部分是可用的，加之信息最终流到nginx，nginx会自动识别Etcd中服务信息是否可用，有效的解决了Zookeeper的网络错误问题，保证了集群的可读性。同时，Raft算法会在网络恢复正常后重新选举出领导者leader，同步所有信息，保证了Etcd集群的高可靠性。

本发明实施方式中，采用etcd+nginx作为服务发现的解决方案，方案总体架构如图3所示。与传统架构相比，本发明在后端建立了一个Etcd集群，Etcd集群可以搭建在服务所在的物理机上，也可以搭建在单独的物理机上，但是节点个数必须为3～9之间的奇数，以便集群选举出领导者leader，另一方面超过9个的节点会被设置为备用节点以备用。

在后台应用的整个生命周期中，服务集群不仅向客户端提供服务，也向Etcd集群中注册自己所在服务端的IP和端口。通过这种方式，虽然服务端不断发生服务的扩展、宕机、重新部署，但是所有服务所在服务端的IP和端口信息都会保留在Etcd集群中，并且Etcd集群中有定时机制，一旦某个服务在固定时间未向Etcd重新注册信息，则服务所在服务端的IP和端口就会过期，从而被清除掉。

与此同时，nginx端时刻监控着Etcd中信息的变化，一旦发现服务信息发生变化，nginx端启动相应程序拖取Etcd集群中的变化的信息，重新生成nginx配置并重启nginx。通过这种方式，nginx始终能够保持正确的服务端信息，及时的分流。

上述后台应用的整个生命周期可用图4更具体形象的表示，整个过程分为两个步骤：

服务注册：服务绑定Sidekick进程，此进程周期性的检查服务的健康状况，如果服务正在运行就将此服务的IP和端口以键值对的形式注册到Etcd集群中，并附加一个过期时间ttl；如果服务一直正确地运行，Etcd中会一直存在该服务的注册信息，否则一旦服务在某个时间出现异常情况，未及时注册自己的IP和端口信息，当时间超过ttl，该键值对将自动失效，这时可以认为该服务已经宕机；

服务发现：nginx运行Watcher，监控Etcd中某个键值对的变化。如果该Watcher监控的键值对在某个时刻发生变化，Watcher调用nginx的配置文件生成进程，重新生成一个nginx的配置文件，并重启nginx。这样，nginx便能及时识别服务端的变化，将访问流量及时分流。

根据本发明实施例的技术方案，由于增加了服务的监测系统，从而解决了服务在自动或者人为扩展，以及在新服务取代已宕机的服务过程中新服务的自动注册问题；同时由于增加了反向代理服务器，能够实现时刻获取更新的注册信息，从而保证了能够得到正确的服务所在的服务端信息，从而提高了系统运行的准确性；而且由于服务注册系统的自身性能，提高了系统的兼容性，避免了由于依赖于运行环境所带来的额外的工作量，从而提高了系统运行的可靠性。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种服务发现的方法，其特征在于，包括：

监控系统按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中；

服务注册系统根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；所述生命周期大于所述监测周期；

反向代理服务器监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息；

反向代理服务器根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注册信息包括键值对形式的注册信息，其中，键名为服务的标识，键值为服务所在的服务端的标识。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对该系统接收到的注册信息进行更新的步骤包括：将超过所述生命周期还未注册的服务所对应的注册信息进行清除。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述服务注册系统包括由N个节点组成的键值存储系统；其中，N为大于等于3的奇数。

5.一种服务发现的装置，其特征在于，包括：信息注册模块、信息更新模块、监控模块、以及信息提供模块，其中：

信息注册模块设置于监控系统中，用于按照设定的监测周期检查服务的运行状态，并将处于正常运行状态的服务的注册信息注册在服务注册系统中；

信息更新模块设置于服务注册系统中，用于根据设定的生命周期，对该系统接收到的注册信息进行监控和更新；所述生命周期大于所述监测周期；

监控模块设置于反向代理服务器中，用于监控服务注册系统中注册信息的变化，以获取更新的注册信息，并根据更新后的注册信息识别服务所在的服务端信息；

信息提供模块设置于反向代理服务器中，用于根据客户端的服务请求，提供对应于该服务的服务端信息。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注册信息包括键值对形式的注册信息，其中，键名为服务的标识，键值为服务所在的服务端的标识。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信息更新模块还用于将超过所述生命周期还未注册的服务所对应的注册信息进行清除。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述服务注册系统包括由N个节点组成的键值存储系统；其中，N为大于等于3的奇数。